第3章 嵌入式Linux操作系统

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第3章 嵌入式Linux操作系统 Linux概述 Linux内核 主流嵌入式Linux系统

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1. Linux概述 Linux的历史 Linux与自由软件 Linux的发行版 Linux的优缺点

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1.1 Linux的历史Linux 最 初 是 芬 兰 学 生 Linus Torvalds 于 第三章 1990 年开发的操作系统，是对 Unix 操作系统的 模仿和发展，它由Linus 发起，由全世界的软件 1 2 3 主 爱好者共同建立和维护。Linux LinuxLinux 第一个版本问世是在 1991 年 10 月 5 日，为 0.02版。 1993年，Linux的第一个正式版本 1.0版发布，并 遵从GPL版权协议。 1994 年 3 月， Linux 的第一个正式商业版 1.0 版发 布。 1996 年 Linux1.2.13 版通过美国国家标准及数据 的POSIX标准认证。 1998年后，开始在中国的科研、教学机构流行。

流 概内嵌 述核入 式 Linux108

系 统

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1.2 Linux与自由软件 自由软件是 MIT的Richard Stallman 在1984 年提出并 创立了GNU(GNU‘s Not Unix’‘) 项目与自由软件基金 第三章 会FSF(Free Software Foundation)。其核心观念是： 1 2 3版权是促进社会进步的手段，版权本身不是自然权力。 自由软件并不是指完全免费的，而是指具有自由度 (freedom)的软件，也就是在取得这个软件之后，可以进行 修改、进一步发表与复制在不同的计算机平台上面。

GNU的公用许可证GPL条款任何软件挂上 GPL 授权之后，即为自由软件，任何人均可 免费使用该软件，亦可免费取得其原始码 。 任何人均有权修改GNU软件的原始码并发布甚至销售。 GNU软件经修改发布后，自动成为GNU软件，受GPL条款 约束。

主 流 概内嵌 述核入 式 Linux 系 统

Linux Linux

Linux遵守GNU的GPL条款109

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1.3 Linux的发行版 Linux系统的两种不同含义：从 技 术 角 度 讲 ， Linux 系 统 指 的 是 由 Linus Torvalds维护的开放源代码的内核。 从应用角度讲，大多数人认为是以 Linux 为内核 的整个操作系统，常称为Linux的发行版。

第三章1 2 3

发行版： Linux 内核是操作系统的心脏，但还 不是一个方便可用的操作系统，在内核之上 加入各种功能部件如：软件包、编译器等， 才能成为一个使用的操作系统，这称为 Linux 的发行版 (Distributions) ,所有的发行版都具 有相同的Linux内核。例如著名的有：Red Hat Linux、OpenLinux, Mandrake, Debian

主 流 概内嵌 述核入 式 Linux110

Linux Linux

系 统

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1.4 Linux的优缺点 优点源代码开放 稳定的系统 免费或少许费用 安全性、漏洞的修补 多任务、多使用者 相对比较不耗资源的系统 可以运行在多硬件平台

第三章1 2 3

主 流 概内嵌 述核入 式 Linux 系 统

Linux Linux

缺点没有特定的支持厂商 图形接口做的还不够好 缺乏商业级的调试工具111

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2. Linux内核

Linux的内核版本 Linux的内核特征 进程管理 中断处理与定时器 存储管理 文件系统管理 设备管理 嵌入式Linux的引导112

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2.1 Linux的内核版本Linux 内核开发采用的是双树系统，一棵树 是稳定树，主要用于发行；另一棵是开发树， 第三章 用于产品开发、改进。开发树和稳定树在适当 1 2 3 的时候可相互转换，随着 Linux 内核发展周而复 主 流 始地进行。 嵌 概 内 Linux 内核版本号反映了内核的特征，源代 述核入 码版本序号的通常形式为x.yy.zz PNN: 式Linux Linux Linuxx∈[0~9]、yy,zz ∈[0~99]、NN ∈[0~20] x表示版本的大的改进，越高越好。 yy 表示树类型 : 偶数为稳定树、比该偶数大 1 的 奇数为当前稳定树的开发树。 zz表示对版本的小的改进，越高越好。 P代表对某一版内核修订,NN代表修订的次数。113

系 统

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2.2 Linux的内核特征内核是操作系统最核心最基础的程序，它向 第三章 外部提供了对计算机设备的核心管理调用，从 1 2 3 内核结构角度，内核可分为：Linux Linux单一内核：是操作系统中各核心部件杂然混居的 形态，系统所有相关功能被封装在内核中。例 如：MS-DOS、Windows、Unix、Linux。 微内核：强调结构性部件与功能性部件的分离,操 作系统的内核只提供最基本、最核心的一部分操 作，而其他的管理程序则尽可能放在内核之外独 立运行，微内核是目前嵌入式系统的发展方向。 超微内核：内核的功能更简单，目前正处于研究 阶段。

主 流 概内嵌 述核入 式 Linux114

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2.2 Linux的内核特征 微内核结构的优缺点 第三章 优点 1 2 3 内核本身小而且简单，易于理解和维护 主 各种其他管理程序作为进程独立开发运行， 流 即简单又容易调式。便于渐进性开发。 嵌 系统的配臵变得更方便灵活、操作系统的可 概 内 述核入 采剪裁性好。 式 微内核结构有利于设计抢占式操作系统。 缺点 系 各种管理程序之间的代码相互隔离，操作系 统 统难以进行整体地优化。 各种管理程序以进程的方式进行相互之间通 信，浪费了部分系统资源。 基于以上缺陷，其运行效率低于单一内核。Linux Linux Linux115

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2.2 Linux的内核特征 Linux的内核Linux 系统采用单一内核结构，执行效率高但各 第三章 个部件不能轻易拆除。 1 2 3 Linux 支持模块的概念，因此可以动态装入和卸 主 载部分内核代码。 流 Linux不支持用户态线程 概内嵌 入 内核以独占的方式执行最底层任务，稳定高效。 述 核 式 在Linux中，内核包括： 进程管理、定时器、中断管理 系 内存管理、模块管理、网络管理 统 文件系统、虚拟文件系统接口 设备驱动程序、进程间通

信 系统启动等程序

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Linux

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2.2 Linux的内核特征 Linux的接口特色 第三章 Linux系统符合POSIX标准，属Unix系列。 POSIX标准：POSIX 表示可移植操作系统接 1 2 3 口 (Portable Operating System Interface) 。 主 由IEEE最初开发 ，是为了提高 UNIX 环境下 流 应用程序的可移植性。 概内嵌 按照 POSIX 标准，一个可以运行 Unix 程序的 述 核 入 式 系统就是UNix系统。 Linux的接口包括： 程序级：提供标准的Unix函数库。 系 用户级：提供图形和文本用户界面，文本界 统 面 称 为 shell 接 口 ， 图 形 界 面 主 要 是 X Windows 系统，基于这个系统有许多不同的 桌面系统。Linux Linux Linux117

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2.3 进程管理进程可以认为是处于执行状态的程序，每个 第三章 进程有一个特定的程序实体。 1 2 3 在有多个 CPU 系统上，每个进程可以运行 主 在不同的 CPU ,在只有一个 CPU 的系统上，操 流 作系统将轮流运行几个程序以产生它们在同时 概 内 嵌 运行的假象，这种方式叫时间片轮转。进程主 述 核 入 式 要包括如下几个要素：Linux Linux Linux有一段可执行的程序 有进程专用的系统堆栈空间 有进程专用的存储空间 在内核中有一个进程控制块的数据结构

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2.3.1 进程的特性及组成 特性：独立性：进程是系统中独立存 …… 此处隐藏：2675字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……